专利名称：一种圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组的制作方法
技术领域：
本发明属于齿轮传递扭矩机械技术领域。具体地说涉及一种圆锥形永磁齿轮及其组合改变转动轴传递方向的技术。
背景技术：
在当今的动力传动技术中，产生了非齿轮接触的“永磁齿轮”传动技术。如《永磁机构》(北京工业大学出版社)一书中49页联轴节技术和141页永磁扭力阀门技术。这种永磁齿轮技术的优点是内齿与外齿不接触，无摩擦阻力，无磨损，无噪声。这种技术的缺点是不能在两个轮轴之间传递动力，更不能改变转动轴的传递方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆锥形永磁齿轮及永磁齿轮组，使转动轴延伸方向得以改变。
为实现上述目的，本发明提供的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，在非铁磁性材料制成的圆锥形轮基边缘斜面上，等间距地开有豁口，永磁体等间距异极相间隔排列在轮缘斜面上的豁口内，其表面与圆锥形轮基光滑过渡，此处磁场强度在非铁磁性轮缘上凸显出来，形成永磁磁场的暗齿；
将上述两个永磁齿大小相同、间距相等的圆锥形永磁齿轮斜面相对地安装，两个圆锥形永磁齿轮的永磁齿为异极相对应，形成永磁齿轮组；永磁齿轮组中的一个圆锥形永磁齿轮转动时，与相对应的另一个圆锥形永磁齿轮之间发生位移，产生对应异极齿相吸、相邻同极齿相斥的转动扭矩非接触转递效果，使对应的异极齿之间产生吸力，相邻齿之间产生斥力，从而非接触地传递了转动扭矩，改变了转动轴的延伸方向；永磁齿轮组中的两个圆锥形永磁齿轮之间设有工作间隙。
所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，永磁体为硬磁材料，如钕铁硼永磁材料。
所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，工作气隙的设计原则是温度膨胀和转动离心力形变时两轮之间不接触。
所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，非铁磁性材料为聚胺酯、聚四氟乙烯、铜或铝合金。
所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，永磁齿轮组中的两个圆锥形永磁齿轮的锐角之和与两个转动轴之间的夹角互为补角。
本发明提供的圆锥形永磁齿轮及其组合，使永磁齿轮能广泛地应用到机械传动技术领域。
本发明与公知技术相比较，具有如下优点1、齿轮之间无磨损、使用寿命长、安全可靠。
2、力学缓冲效果好。
3、加工制造工艺简单。
4、综合经济效果好。
图1为本发明圆锥形永磁齿轮总体结构俯视示意图。
图2为图1中沿A-A线的剖视示意图。
图3为两个圆锥形永磁齿轮组合方式示意图。
具体实施例本发明的圆锥形永磁齿轮，是在一由非铁磁性材料制成圆锥形轮基边缘斜面上，等间距地开有豁口，由硬磁材料制成的永磁体镶嵌固定(如用螺栓等)在豁口内，且相邻两个永磁体为异极安装，其表面与圆锥形轮基光滑过渡。但此处磁场强度在非铁磁性轮缘上凸显出来，形成永磁磁场“暗齿”。该永磁体等间距异极相间隔排列在轮缘斜面上。
将上述两个圆锥形永磁齿轮斜面相对地安装，即形成本发明的圆锥形永磁齿轮组。两个圆锥形磁齿轮的永磁齿大小相同、间距相等，皆为等间距异极相间隔排列。此时两个圆锥形永磁齿轮的锐角之和与两个转动轴之间的夹角互为补角。两个圆锥形永磁齿轮的异极齿相对应，当其中的一个圆锥形永磁齿轮转动时，与相对应的另一个圆锥形永磁齿轮之间发生位移，产生对应异极齿相吸、相邻同极齿相斥的转动扭矩非接触转递效果，使对应的异极齿之间产生吸力，相邻齿之间产生斥力，从而非接触地传递了转动扭矩，改变了转动轴的延伸方向。
两个圆锥形永磁齿轮之间的间隙越小，其相互吸力(斥力)越大。但在具体设计时要考虑温度膨胀与转动离心形变时两轮不发生接触碰撞。当两个圆锥形永磁齿轮斜面对应安装时，则两个斜边锐角之和就是转向角度，两圆锥斜面上的永磁齿间距相等，异极对应，在各自的圆周上等间距异极相间隔排列。
以下结合附图对本发明作详细说明，而不应被理解为是对本发明的限定。
请参阅图1，是本发明总体结构俯视示意图。从图中可以看出，永磁体1等间距地镶嵌在非铁性材料(如但不限于聚胺酯、聚四氟乙烯、铜或铝合金等。)制成的圆锥形轮基3的呈斜面的轮缘2的豁口内，每相邻的两个永磁体1为异极排列。永磁体1的表面与轮基3的轮缘2光滑过渡，但此处的磁场强度在非铁磁性轮缘2上凸显出来，形成永磁磁场“暗齿”。永磁体1由硬磁材料(如但不限于钕铁硼永磁体等)制造。永磁体1在轮缘2上的长度及其间距要综合考虑转动扭矩、振动频率、咬合精度等等，两轮之间的间隙要综合使用温度、离心力变形等因素进行设计(该些设计因素是设计制作齿轮时必需考虑的因素，因而是本领域技术人员所熟悉的普通技术，对此不作详细描述)。在圆锥形永磁齿轮的中央设有转动轴孔4。
结合图2描述圆锥形永磁齿轮的剖面梯形形状，上轮基面3a，下轮基面3b与(左右)轮缘2组成正梯形断面。永磁体1镶嵌固定在轮缘2的豁口内。
请参阅图3，是本发明两个圆锥形永磁磁齿轮装配组合示意图。两个圆锥形永磁齿轮的永磁齿大小相同、间距相等，皆为等间距异极相间隔排列。从图中可以看出，圆锥形永磁齿轮5的锐角5a与圆锥形永磁齿轮6的锐角6a对应，两角之和与圆锥形永磁齿轮5的轴心线5b与圆锥形永磁齿轮6的轴心线6b之间的夹角互为补角。在设计两个圆锥形永磁齿轮之间的间隙7时，要综合考虑两个永磁齿轮的温度膨胀和转动离心形变时两轮不发生接触碰撞。当其中的一个圆锥形磁齿轮转动时，对应的异极齿之间将产生吸力，相邻同极齿之间将产生斥力，从而非接触地传递了扭矩，带动了另一个圆锥形永磁齿轮转动，并改变了另一个转动轴的延伸角度。
权利要求
1.一种圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，在非铁磁性材料制成的圆锥形轮基边缘斜面上，等间距地开有豁口，永磁体等间距异极相间隔排列在轮缘斜面上的豁口内，其表面与圆锥形轮基光滑过渡，此处磁场强度在非铁磁性轮缘上凸显出来，形成永磁磁场的暗齿；将上述两个永磁齿大小相同、间距相等的圆锥形永磁齿轮斜面相对地安装，两个圆锥形永磁齿轮的永磁齿为异极相对应，形成永磁齿轮组；永磁齿轮组中的一个圆锥形永磁齿轮转动时，与相对应的另一个圆锥形永磁齿轮之间发生位移，产生对应异极齿相吸、相邻同极齿相斥的转动扭矩非接触转递效果，使对应的异极齿之间产生吸力，相邻齿之间产生斥力，从而非接触地传递了转动扭矩，改变了转动轴的延伸方向；永磁齿轮组中的两个圆锥形永磁齿轮之间设有工作间隙。
2.如权利要求1所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，永磁体为钕铁硼永磁材料。
3.如权利要求1所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，工作气隙的设计原则是温度膨胀和转动离心力形变时两轮之间不接触。
4.如权利要求1所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，非铁磁性材料为聚胺酯、聚四氟乙烯、铜或铝合金。
5.如权利要求1所述的圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，其中，永磁齿轮组中的两个圆锥形永磁齿轮的锐角之和与两个转动轴之间的夹角互为补角。
全文摘要
一种圆锥形永磁齿轮及其永磁齿轮组，在非铁磁性材料制成的圆锥形轮基边缘斜面上，等间距地开有豁口，永磁体等间距异极相间隔排列在轮缘斜面上的豁口内，其表面与圆锥形轮基光滑过渡，此处磁场强度在非铁磁性轮缘上凸显出来，形成永磁磁场的暗齿；将上述两个圆锥形永磁齿轮的永磁齿轮为异极相对应，形成永磁齿轮组；永磁齿轮组中的一个圆锥形永磁齿轮转动时，与相对应的另一个圆锥形永磁齿轮之间发生位移，产生对应异极齿相吸、相邻同极齿相斥的转动扭矩非接触转递效果，使对应的异极齿之间产生吸力，相邻齿之间产生斥力，从而非接触地传递了转动扭矩，改变了转动轴的延伸方向；永磁齿轮组中的两个圆锥形永磁齿轮之间设有工作间隙。
文档编号F16H55/17GK1920340SQ20061011295
公开日2007年2月28日 申请日期2006年9月13日 优先权日2006年9月13日
发明者李岭群 申请人:李岭群